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第一章 概论 1

第一节 机械制造自动化的基本概念 1

一、机械化与自动化 1

二、制造与制造系统 3

第二节 机械制造自动化的内容和意义 3

一、制造自动化的内涵 3

二、机械制造自动化的主要内容 4

三、机械制造自动化的意义 4

第三节 机械制造自动化的途径 5

一、制造规模 5

二、机械制造自动化途径 6

第四节 机械制造自动化系统 8

一、机械制造自动化系统的定义 8

二、机械制造自动化系统的构成 9

三、机械制造自动化系统的分类 9

第五节 机械制造自动化的现状及发展 9

一、机械制造自动化的发展里程及现状 9

二、机械制造自动化的发展趋势 12

复习思考题 15

第二章 自动化制造系统技术方案 16

第一节 自动化制造系统技术方案的制订 16

一、自动化制造系统技术方案内容 16

二、确定自动化制造系统的技术方案时需要注意的问题 16

第二节 自动化加工工艺方案涉及的主要问题 17

一、自动化加工工艺的基本内容与特点 17

二、实现加工自动化的要求 18

三、成组技术在自动化加工中的应用 18

第三节 工艺方案的技术经济分析 20

一、自动化加工工艺方案的制订 20

二、自动化加工工艺方案的技术经济分析 23

第四节 自动化加工切削用量的选择 25

一、切削用量对生产率和加工精度的影响 25

二、切削用量选择的一般原则 27

复习思考题 28

第三章 自动化加工设备 29

第一节 自动化加工设备 29

一、加工设备自动化的意义 29

二、自动化加工设备的分类 29

三、自动化加工过程中的辅助设备 31

第二节 自动化加工设备的选择与布局 33

一、自动化加工设备的选择 33

二、自动化加工设备的布局 33

第三节 自动化加工设备的特殊要求及实现方法 38

一、高生产率 38

二、加工精度的高度一致性 39

三、自动化加工设备的高度可靠性 40

四、自动化加工设备的柔性 41

第四节 单机自动化方案 42

一、实现单机自动化的方法 42

二、单机自动化方案 44

第五节 数控机床及加工中心 50

一、数控机床概述 50

二、加工中心简介 53

第六节 机械加工自动化生产线 57

一、自动线的特征 57

二、自动线的组成 58

三、自动线的类型 59

四、自动线的控制系统 59

第七节 柔性制造单元 60

一、概述 60

二、柔性制造单元的组成形式 61

三、柔性制造单元的特点和应用 62

四、柔性制造单元的发展趋势 62

第八节 柔性制造系统 62

一、柔性制造系统的定义和组成 63

二、系统柔性的概念 63

三、柔性制造系统的特点和应用 65

第九节 自动线的辅助设备 66

一、清洗站 66

二、去毛刺设备 67

三、工件输送装置 68

四、自动线上的夹具 68

五、转位装置 68

六、储料装置 68

七、排屑装置 69

第十节 长叉轴自动化加工生产线实例 69

一、长叉轴加工工艺 69

二、长叉轴加工生产线 69

复习思考题 72

第四章 物料供输自动化 73

第一节 物流系统的组成及分类 73

一、物流系统及其功用 73

二、物流系统的组成和分类 73

三、物流系统应满足的要求 74

第二节 工件自动上下料系统 74

一、概述 74

二、自动供料装置 74

三、机床自动供料典型装置 82

第三节 自动线输送系统 83

一、带式输送系统 83

二、链式输送系统 85

三、辊子输送系统 85

四、步伐式输送机 86

五、悬挂输送系统 88

六、有轨导向小车 89

第四节 柔性物流系统 91

一、柔性物流输送形式 91

二、托盘及托盘交换器 92

三、自动导向小车 93

四、自动化仓库 97

第五节 物料输送系统应用实例 102

一、机械手与平带输送相结合物料输送系统 102

二、采用振动盘的滚针自动送料及双端面磨削系统 104

复习思考题 105

第五章 自动化加工刀具 106

第一节 自动化刀具的类型及选用 106

一、自动化刀具的特点 106

二、自动化刀具的类型及选用 107

三、刀具的快换及调整 112

第二节 自动化刀具的换刀装置 113

一、自动换刀装置 113

二、刀库 114

三、刀具尺寸预调 118

第三节 排屑自动化 120

一、切屑的排除方法 120

二、切屑搬运装置 121

三、切削液处理系统 123

第四节 刀具自动化应用实例 124

一、加工中心换刀机械手 124

二、切屑及切削液处理装置 125

复习思考题 127

第六章 检测过程自动化 128

第一节 自动检测方法及测量元件 128

一、检测自动化的目的和意义 128

二、自动检测的特征信号 129

三、自动检测方法与测量元件 130

四、制造过程中自动检测的内容 132

第二节 工件加工尺寸的自动测量 132

一、长度尺寸测量 132

二、形位误差测量 135

三、表面粗糙度测量 135

四、加工过程中的主动测量装置 137

五、三坐标测量机和测量机器人 139

六、工件尺寸在线光电检测装置 141

第三节 刀具磨损和破损的检测与监控 145

一、刀具磨损的检测与监控 145

二、刀具破损的监控方法 148

第四节 自动化加工过程的在线检测和补偿 149

一、刀具尺寸控制系统的概念 150

二、刀具补偿装置的工作原理 150

三、镗孔刀具的自动补偿装置 151

第五节 滚压力自动检测应用实例 152

一、滚压装置构成 152

二、滚压装置原理及滚压力检测 152

复习思考题 154

第七章 装配过程自动化 155

第一节 装配自动化的任务及基本要求 155

一、装配自动化在现代制造业中的重要性 155

二、装配自动化的任务及应用范围 156

三、装配自动化的发展现状 157

四、装配自动化的基本要求 157

五、实现装配自动化的途径 158

第二节 自动装配工艺过程分析和设计 159

一、自动装配条件下的结构工艺性 159

二、自动装配工艺设计的一般要求 162

三、自动装配工艺设计 163

第三节 自动装配机的部件 166

一、运动部件 166

二、定位机构 167

三、连接方法 168

四、位置误差的补偿设备 173

第四节 自动装配机械 174

一、单工位装配机 174

二、多工位装配机 175

三、工位间传送方式 176

四、装配机器人 176

第五节 自动装配线 178

一、自动装配线的概念和组合方式 178

二、自动装配线对输送系统的要求 178

三、自动装配线与手工装配点的集成 179

第六节 柔性装配系统 180

一、组成 180

二、基本形式及特点 180

三、柔性装配系统应用实例 182

第七节 装配自动化应用实例 182

一、基于气动机械手的零件自动化柔性装配设备 182

二、旋转式磁力片自动化装配系统 184

复习思考题 190

第八章 自动化制造的控制系统 191

第一节 机械制造自动化控制系统的分类 191

一、以自动控制形式分类 191

二、以参与控制方式分类 192

三、以调节规律分类 194

第二节 顺序控制系统 195

一、固定程序的继电器控制系统 195

二、组合式逻辑顺序控制系统 196

三、可编程控制器 197

第三节 计算机数字控制系统 202

一、CNC机床数控系统的组成及功能原理 202

二、CNC装置硬件结构 203

三、CNC数控系统的软件结构 205

四、开放式CNC数控系统 205

五、CNC控制系统举例 206

第四节 自适应控制系统 208

一、自适应控制的含义 208

二、自适应控制的基本内容与分类 209

第五节 DNC控制系统 211

一、DNC的含义与概念 211

二、DNC系统研究国内外进展 212

第六节 分布式计算机控制系统 213

一、分布式计算机控制系统的产生与定义 213

二、分布式计算机控制系统的特点和结构体系 214

第七节 自动化制造控制系统应用举例 215

一、基于S7-300的机械手控制系统 215

二、基于PCI-8253的拉力伺服控制系统 217

复习思考题 220

第九章 工业机器人 221

第一节 工业机器人的组成及分类 221

一、工业机器人的发展历史与现状 221

二、机械手与工业机器人 222

三、工业机器人的组成 222

四、工业机器人的分类 223

五、工业机器人技术的发展趋势 225

第二节 机器人的机械结构、运动与驱动系统 226

一、机械结构 226

二、机器人机构的运动 229

三、工业机器人的驱动系统 229

第三节 工业机器人的控制技术 232

一、概述 232

二、机器人的位置、姿态和路径问题 234

三、工业机器人的控制 235

四、工业机器人的位置伺服控制 235

五、机器人的先进控制技术 237

第四节 工业机器人的传感器 237

一、概述 237

二、机器人内部传感器 238

三、机器人外部传感器 241

第五节 工业机器人应用实例 245

一、搬运机器人 245

二、装配机器人 246

三、焊接机器人 247

四、喷漆机器人 248

复习思考题 249

参考文献 250